Строение и классификация липопротеидов

На уровне кишечника из вновь синтезированных липидов осуществляется образование транспортных форм – липопротеидов , которые имеют единый план строения : внутри находится жировая капля ( гидрофобное ядро ) , содержащая неполярные липиды ( триглицериды внутри ядра и холестерин с жирными кислотами по периферии ). Гидрофобное ядро окружено оболочкой , в состав которой входят 6

-фосфолипиды , гидрофобными концами повёрнутые к ядру , а гидрофильыми наружу .

-свободный холестерин

-белковые компоненты (алопротеины ) ; в настоящее время выделено 9 алопротеинов , они играют важную роль в сборке , секреции и метаболизме липопротеидов. Причём выделяют несколько групп алопротеинов ( ало-А , ало-В , ало-С , ало-Д ) , а также подгруппы (ало-А1 , ало-А2 и т.д.)

Толщина наружной оболочки составляет 2-2,5 нм , что соответствует половине толщины фосфолипидного бислоя мембран , поэтому предполагают , что в липопротеинах содержится фосфолипидный монослой .

Основной массой пищевого жира является триглицерино-нейтральный жир , поэтому должна быть создана транспортная форма , прежде всего для триглицерина .

1 форма транспорта экзогенного нейтрального жира и жироподобных веществ ( витаминов и гормонов )

р = 0,93 г/мл ; d = 100 –1000 нм

М = 5 млрд . дальтон ; не обладает электрофоретической подвижностью .

Химический состав : триглицериды – 83% . фосфолипиды – 7% , холестерин деэтерофицированный – 5% , холестерин свободный – 3% . На долю белка рпиходится 2% . Время жизни около 1 часа . Не атерогенны . Жиры пищи в кишечнике соединяются в хиломикроны .

Благодаря большим размерам хиломикроны не способны проникать из энтероцитов в кровеносные капилляры и дифундируют в лимфатическую систему . апотом в грудной лимфатический проток . Отсюда проникают в кровеносное русло . Уже через 1-2 часа после приёма жирной пищи наблюдается алиментарная гиперлипемия – физиологическое явление , характеризующееся повышением триглицеридов и появлением холестерина .

С током крови хиломикроны приносятся в жировую ткань , но так как их размеры велики, то хиломикроны подвергаются гидролизу на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани при помощи иммобилизованного на нём фермента липопотеинлипазы .При этом триглицериды , входящие в состав хиломикронов расщепляются на глицерин и жирные кислоты . Большая часть жирных кислот проходит внутрь жировых клеток , остальные жирные кислоты связываются с альбуминами плазмы крови и уносятся с её током в мышцы и , окисляясь , служат источником энергии . Аналогичный липопротеилипазный фермент есть в мышечной ткани .

Обломки хиломикронов – ремнанты – поступают в печень и деградируют . В печени из ремнантов , к которым добавляются липиды , синтезированные эндогенно , образуются транспортные формы эндогенного жира – липопротеиды очень низкой плотности ( ЛПОНП)

Р = 0,94 – 1,006 ; d = 30-70 нм

М = 7106 дальтон ; при электрофорезе соответствуют фракции пре-в-липопротеидов .

Химический состав :

Триглицериды – 51% , фосфолипиды – 8% , холестерин свободный – 7% , холестерин деэтерофицированный – 12% .

На общую фракцию липидов приходится 90 % , на белковую 10 % ( ало-В , ало-С , ало-Е )

Время жизни – 2-4 часа . Атерогенны .

Вслед за ЛПОНП печень посылает фермент-килер : триглицеридлипаза , которая выходит в кровоток , где встречается с ЛПОНП . В итоге большая часть образовавшихся при гидролизе жирные кислоты уходит в периферические ткани (прежде всего в жировую). Происходит переход : ЛПОНП ЛППП ( липопротеиды промежуточной плотности ) ЛПНП ( липопротеиды низкой плотности )

Липопротеиды низкой плотности – транспортная форма холестерина :

р = 1,006 – 1,063 . d = 15 – 25 нм При электрофорезе движутся во фракции в – глобулинов .

Состав : триглицериды – 10% , фосфолипиды – 22% , свободный холестерин – 8% , деэтерифицированный холестерин –37% , белки-25% (ало-В-100) .Атерогенны .

Функции ЛПНП :

-важнейший компонент мембраны

-предшественник стероидных гормонов

-источник желчных кислот

-предшественник VitD

Большинство тканей , в том числе и печень , имеют рецепторы к ЛПНП . эти рецепторы могут быть дефектными , что является причиной накопления ЛПНП в крови и причиной атеросклероза . В норме ЛПНП причаливают к клетке в области этого рецептора и путём эндоцитоза проникают в клетку . Образуются эндосомы , которые сливаются с лизосомами, после чего ЛПНП распадаются на составляющие компоненты и происходит обогащение клетки холестерином .Избыток холестерина подавляет процесс синтеза белков-рецепторов к ЛПНП , протекающий в данной клетке .Извлечение избытка холестерина из клетки осуществляется с помощью ЛПВП ( липопротеиды высокой плотности ):

р = 1,063 – 1,25 . d= 6-19 нм При электрофорезе движутся во фракции а-глобулинов .

Химический состав :

Триглицериды – 6% , фосфолипиды – 24% , свободный холестерин – 3% , деэтерофицированный холестерин – 11% , липидная фракция – 48% , белок – 52% ( ало-А , ало –с , ало-Е )

Липопротеиды высокой плотности подходят к клетке и с помощью фермента лецитин-холестерин-ацилтрансфераза ., синтезируемого в гепатоцитах , снимают ненасыщенную жирную кислоту со своего фосфолипида и помещают её на холестерин вместо ОН-группы ( она теряется ) . Одним словом холестерин этерефицируется , становится гидрофобным и ныряет внутрь гидрофобного ядра ЛПВП . ЛПВП выносятся из клетки , а место ушедшего этерефицированного холестерина заполняет свободный холестерин из клетки . Единственный путь выведения холестерина из клетки – ЖКТ .

МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ .

Общая схема

Липиды

Гн ГНГ

Триглицеридный резерв

СЖК построение фосфолипидных мембран

Ацил-КоА

В-окисление

( в митохондриях )

СН3СОSKoA

Синтез кетоновых синтез

ЦТК тел холестерина

Главным эндогенным источником жирных кислот служит резервный жир , содержащийся в жировой ткани . Жировая ткань высокоспецифична . Её функция заключается в запасании жира в форме триглицеридов и мобилизации жира . Также жировая ткань выполняет высокоэнергетическую функцию ( при сгорании 1г жира = 9,3 ккал ) Распределение жира в организме зависит от нейрогуморальных факторов , половых и наследственных . Принято считать ,что триглицериды жировой ткани выполняют в обмене липидов такую же роль , что и гликоген печени в обмене углеводов , а ВЖК напоминают по своей роли глюкозу , которая образуется при распаде гликогена .

Мобилизация жира имеет место при голодании , стрессе , физической нагрузке . В качестве источников энергии используются свободные неэтерефицированные жирные кислоты , которые образуются при гидролизе триглицеридов специфическими ферментами .

Свободные жирные кислоты делятся на три группы :

-насыщенные жирные кислоты с чётным числом атомов С

В животных клетках для них характерно в-окисление , в растительных – а-окисление Разветвлённые цепи , если имеют чётные радикалы , окисляются по в-типу , если радикалы нечётные – в-окисление блокируется .

-насыщенные жирные кислоты с нечётным числом атомов углерода .

Для них характерно в-окисление до момента образования ацетилКоА сукцинилКоА

ЦТК .

-ненасыщенные жирные кислоты

Они обеспечивают жидкое состояние мембран . В клетке образуются из ненасыщенных жирных кислот. Являются незаменимым фактором питания . В жировой ткани содержится много липаз , из которых наибольшее значение имеют триглицеринлипаза ( гормончувствительная ) , диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза . Активность 2-х последних в 10-100 раз превышает активность первой . триглицеридлипаза активируется рядом гормонов ( адреналин , норадреналин , глюкогон ) . Диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза гормоннечувствительны . Все три липазы при замерзании активируются . В плазме крови есть ещё и липополилипаза , которая действует на хиломикроны . Она ингибируется высокими концентрациями солей , фосфатов , в то время как триглицеролипаза к ним не чувствительна .

Внутриклеточный липолиз запускается через аденилатциклазный механизм .

При гидролизе триглицеридов глицерин образуется в большем количестве , чем жирные кислоты . образованные жирные кислоты нерастворимы в плазме и транспортируются в комплексе с глобулинами . С током крови они попадают в периферические ткани , где комплекс распадается , а жирные кислоты подвергаются либо в –окислению , либо идут на синтез триглицеридов , фосфолипидов и этерификацию холестерина .

При стрессе . в результате мобилизации триглицеридов в крови ,концентрация жиных кислот повышается в 5 раз , благодаря чему сберегается глюкоза для мозга . Увеличение концентрации жирных кислот является сигналом к в –окислению .

43.В-ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ .

Источниками жирных кислот является :

1) липолиз под действием три- , ди- , моноглицеролипаз .

2) распад хиломикронов под действием липополилипаз .

3) распад ЛПОНП под действием триглицеролипаз печени .

В-окисление жирных кислот протекает в митохондриях и представляет собой последовательное отщепление 2-х углеродных фрагментов :

1-я стадия : активация жирных кислот ( образование ацилКоА)

R – COOH + HS-KoA + АТФ R – CO – SКoA + АМФ .

АцилКоАсинтетаза

Способность ацилКоА проникать из цитоплазмы в митохондрии резко возрастает в присутствии карнитина :

(СН3)3 – N – СН2 – СН – СН2 – СООН

|

ОН

АцилКоА соединяется с карнитином при помощи фермента карнитин-ацил-КоА-трансферазы и образует ацилкарнитин , который легко проникает в митохондрии :

Считается , что только комбинация : соль желчной кислоты + ненасыщенная жирная кислота + моноглицерид способна дать необходимую степень эмульгирования

Функции желчных кислот :

1) обеспечивают эмульгирование жира , а также стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию .

2) сменяют желудочное пищеварение на кишечное , то есть инактивируют пепсин .

3) подавляют гнилостные процессы в кишечнике .

4) активируют панкреатическую липазу .

5) транспортируют жирные кислоты через биологические мембраны энтероцитов .

6) усиливают секреторно-моторную деятельность кишечника .

Количество выделяемых желчных кислот в 5 раз ниже требуемого , однако дефицита никогда нет так как существует печёночно-кишечный круговорот компонентов желчи ( желчных кислот прежде всего ). За сутки совершается 5 оборотов : желчные кислоты (90-95%) реабсорбируются в тонком кишечнике и через портальную вену поступают обратно в печень .То есть этот оборот облегчает работу печени по синтезу компонентов желчи , способствуя тем самым выполнению ею других функций ( обменных , защитных ).

Основной фермент , осуществляющий гидролиз жиров , - панкреатическая амилаза , активируемая желчными кислотами . Активирующее влияние этих кислот на липазу выражается в смещении оптимума , действие данного фермента с рН 8,0 до 6,0 , то есть до той величины рН ,которая поддерживается в двенадцатиперстной кишке . Предполагается также , что активация пролипазы идёт путём образования комплекса с колипазой ( кофактор) в молярном соотношении 2:1. Это и способствует сдвигу рН с 8,0 до 6,0 . Путь же активации – частичный протеолиз .

Есть основания считать , что существует липаза 2-х типов , одна специфична в отношении связей в положениях 1 и 3 , другая в положении 2 .

Гидролиз триглицеридов идёт постадийно : сначала быстро гидролизуются связи 1 и 3 , затем медленно идёт гидролиз 2-моноглицерида .

O

||

O CH2 – O – C – R1

|| |

R2 – C – O – CH O

| ||

CH2 – O – C – R3

H2O H2O

R1COOH R3COOH

O

||

O CH2OH O CH2 – O – C – R1

|| | || |

R2 – C – O – CH O R2 – C – O – CH

| || |

CH2 – O – C – R3 CH2OH

Диглецирид диглецирид

H2O H2O

R3COOH R1COOH

CH2OH O

| ||

CH – O – C – R2

|

CH2OH

2-моноглицерид

H2O

R2COOH

CH2OH

|

CHOH

|

CH2OH

глицерин

В расщеплении жиров принимает участие и кишечная липаза , однако активность её мала и к тому же она гидролизует расщепление только моноглицеридов . То есть продукты гидролиза триглицеридов : жирные кислоты , моноглицериды и глицерин .

Всасывание.

Только эмульгированные жиры частично всасываются без предварительного гидролиза .

Продукты гидролиза всасываются так :

-жирные кислоты с короткой углеродной цепью (менее С12) и глицерин будучи хорош растворимы в воде , свободно всасываются в стенку кишечника , а затем через портальную вену в печень .

-жирные кислоты длинной цепью и моноглицериды всасываются с помощью желчных кислот ,фосфолипидами и холестерином мицеллы . Структура этих мицелл такова , что их гидрофобное ядро ( жирные кислоты и моноглицериды ) оказывается окружёнными гидрофильной оболочкой из желчных кислот и фосфолипидов . Предполагается , что всасывание мицелл происходит путём мицеллярной диффузии или путём пиноцитоза .